自动控制仪表.ppt
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1、自动控制仪表,教学要求,1掌握基本控制规律的数学表示形式 2掌握基本控制规律对过渡过程的影响 3掌握气动、电动执行器的组成和特点 4了解 DDZ-控制器的组成及特性 5 掌握工作流量特性和理想流量特性 6掌握执行器的选型、气开气闭方式的选择 7了解可编程控制器的编程方法 8了解可编程控制器的组成、工作过程,重点与难点,重 点:基本控制规律对过渡过程的影 响。理想流量特性,执行器气开、气闭方式的选择. 难 点:基本控制规律对过渡过程的影 响,直线流量特性分析,执行器气开、气闭方式的正确选择.,一、 概述,1.气动控制仪表:0.020.1MPa的模拟气压信号,作为仪表间的标准联络信号。 2.电动控
2、制仪表:010mA(DC)电流信号作为电动型仪表的统一标准联络信号, 420mA(DC)电流信号和15V(DC)电压信号确定为过程控制系统中电动型仪表统一标准的模拟信号。 3.发展三个阶段:基地式,单元式,微处理式。,信号形式,电动仪表信号之间的传输方式是:进出控制室的传输信号采用电流信号。 控制室内部各仪表间联络信号采用电压信号。 电动仪表的供电方式有交流供电和直流集中供电两种形式。,基本控制规律及其对控制过程的影响,控制规律概述 1.控制规律是指控制器的输出信号与输入偏差信号随时间变化的规律。 2.正作用控制器:输入e与输出y的变化方向相同; 3.反作用控制器:输入e与输出y变化方向相反。
3、,控制规律概述,工程实际中应用最广泛的控制规律为双位控制、比例(P)、积分(I)、微分(D)控制规律,简称PID控制规律,各种控制器的运算规律均由这些基本控制规律组合而成。,PID控制器的一般形式为:yf(e) 几种常用控制规律的微分方程表达式可分别表示为: 比例作用(P) 比例积分作用(PI) 比例微分作用(PD) 比例积分微分作用(PID),控制规律的表示形式,P,I,D控制规律对控制过程的影响,比例控制规律对控制过程的影响,当控制器只具有比例控制规律时,称此控制器为比例控制器。比例控制的输出与输入的关系为 pKe K是一个重要的系数,它决定了比例控制作用的强弱。 K越大,比例控制作用越强
4、。 K越小,比例控制作用越弱。 比例作用最大的特点:及时、迅速(控制器的输出与输入成正比,只要有偏差存在,控制器输出就会马上与偏差成比例地变化) 比例度:输入变化相对值与输出变化相对值之比。,比例积分控制规律对系统控制质量的影响,积分作用是指控制器的输出与输入的积分成比例的作用。数学表达式为: 只要存在偏差,积分控制器的输出就会不断地随时间积分而增大,只有当偏差为零时,控制器才会停止积分,保持在一定的输出值不变。 积分作用的一个重要优点是能够消除余差。 积分时间TI的物理意义 积分时间是指在阶跃信号作用下,控制器积分作用的输出等于比例作用的输出所经历的时间。 积分时间TI是一个常数,它可以用来
5、表示积分速度的大小和积分作用的强弱。,理想微分控制器的输出与输入信号的关系为: 通常称微分控制为“超前控制”。 比例微分输出的大小与偏差变化速度及微分时间成正比。 微分作用的强弱用微分时间来衡量。微分时间TD对过渡过程的影响。微分时间越长,微分作用越强。 比例微分: 比例微分电路的作用是对输入电路的输出信号进行比例微分运算,比例微分控制规律对系统控制质量的影响,PID控制规律,PID控制规律是三种控制规律的线性组合。它吸取了比例控制的快速反应功能、积分控制的消除余差功能和微分控制的预测功能。,模拟式控制器,1:基本构成原理(1)(2)(3) PID控制器的组成原理,输入电路-偏差差动电平移电路
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